แนะนำ Project เครื่องควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าผ่านระบบปฏิบัติการ Android

   

          สวัสดีนะครับ วันนี้ผมจะมาขอตั้งกระทู้แนะนำ Project ที่ผมได้ทำในระดับชั้นประกาศนียบัตรวิชาชีพชั้นสูง กันนะครับ ตัว Project ที่ผมได้ทำขึ้นนั้นผมไม่ได้คิดค้นตั้งแต่แรกหรอกครับ ผมได้นำ Project เก่าของพี่ กลับมาต่อยอดและทำให้มันดูดีขึ้นกว่าเดิมเท่านั้นเองครับ 

Project : เครื่องควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าผ่านระบบปฏิบัติการ Android

           เรามาเริ่มดูกันเลยล่ะกันนะครับว่าที่มาที่ไปของ Project นี้เป็นอย่างไรบ้างนะครับ :)   

      

รูปนี้เป็น เครื่องเก่าที่รุ่นพี่เค้าได้ทำไว้นะครับ

          หลังจากที่เปิดเทอม 2 ของวิทยาลัยเทคนิคสมุทรสาคร ผมก็ได้เรียนวิชาที่บางคนอาจจะคิดว่ามันเป็นวิชาที่หินที่สุด แต่สำหรับผมคิดว่ามันคือความท้าทาย วิชานั้นก็คือวิชา โครงการ ครับ โดยอาจารย์ที่ปรึกษาเค้าก็ให้แบ่งกลุ่มและให้แต่ละกลุ่มคิดกันว่าจะทำโปรเจคอะไร อันนี้จะบอกว่าผมโชคดีหรือโชคร้ายก็ไม่รู้น่ะครับ มีอาจารย์แนะนำให้ผมนำ Project ของรุ่นพี่มาต่อยอด แต่ตอนนั้นผมคิดอะไรไม่ออกนี่ครับ ผมเลยตัดสินใจรับ Project นี้มาสานงานต่อ โดยสิ่งที่ผมนำมาเพิ่มเติม คือส่วนของโครง ผมได้ทำโครงขึ้นมาใหม่โดยใช้สแตนเลส นำมาเชื่อมเป็นโต๊ะคล้าย ๆ กับชุดสาธิต และเพิ่มเติมฟังก์ชั่นเข้าไปเพื่อพัฒนาให้เครื่องควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าผ่านระบบปฏิบัติการ Android นี้มีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น สิ่งที่ผมได้เพิ่มเข้าไป เช่น โหมดการทำการของกล้อง ip camera และปรับปรุงส่วนบัคของแอพพลิเคชั่นตัวเก่าให้ดียิ่งขึ้น งานนี้ทำเอาเจ้าของกระทู้ถึงกับแย่ไปเลยทีเดียว เรื่องงบประมาณที่ทำไปก็หมดไปเยอะมาก ไหนจะกับค่าอุปกรณ์ ค่าเดินทาง ค่าใช้จ่ายต่าง ๆ อีก เพราะตอนที่ทำเจ้าตัวนี้ผมนี่แทบจะไม่ได้นอนกันเลย เรียกได้ว่าสู้กันจนถึงที่สุดครับ แต่ผลที่ได้ออกมากลับทำให้ผมหมดกำลังใจในการทำต่อเลย ก็เจ้าเกรดที่ออกมาตอนท้ายเทอมนี่สิครับ กลับได้เพียงแค่ 3.5 พูดได้เต็มปากเลยครับว่าผิดหวังมาก ตอนทำเจ้าตัวนี้ก็มีงานที่ให้นำเครื่องไปโชว์อยู่เรื่อย ๆ เหนื่อยก็เหนื่อย ขนย้ายก็แสนจะลำบาก ตอนนั้นถึงกับน้ำตาตกบางเวลาเลยครับ ไม่เคยท้ออะไรแบบนี้มาก่อนเลย คือแบบว่าทุ่มเทสุดชีวิตแต่ผลที่ออกมากลับไม่ได้แบบที่หวังไว้ แต่มันก็มีดีอยู่นะครับ มันไม่ได้ทำให้แย่ไปซะทุกอย่าง การที่ผมได้ทุ่มเทไปมันทำให้ผมได้ความรู้ ความอดทน ประสบการณ์ในการทำงาน ซึ่งผมเชื่อนะครับว่าสิ่งเหล่านี่ผมไม่สามารถหามันได้จากห้องเรียนสี่เหลี่ยม ๆ ล่าสุดครับ ผมพึ่งนำเจ้าเครื่องควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าผ่านระบบปฏิบัติการ Android ไปแข่งระดับจังหวัดมาครับ ผลที่ออกมาคือมันได้อันดับที่ 1 ครับ ซึ่งมันทำให้ผมรู็สึกดีขึ้นมาบ้าง เอาล่ะรู้สึกว่าจะเกริ่นมามากไปซะละ เดียวท่านผู้อ่านจะลำคาญ เอาล่ะครับ เรามาดูรายละเอียดของเครื่องควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าผ่านระบบปฏิบัติการ Android กันดีกว่า ;)

ความสำคัญของปัญหา

ในปัจจุบันมีการนำอุปกรณ์ไฟฟ้าเข้ามาใช้ในชีวิตประจำวันเป็นจำนวนมากทำให้เกิดปัญหาการสิ้นเปลืองพลังงานซึ่งในภาครัฐ ได้มีนโยบายให้ประชาชนช่วยกันประหยัดการใช้พลังงาน แต่จะเห็นว่ายังมีการเปิดใช้อุปกรณ์ไฟฟ้าทิ้งไว้ เช่นภายในครัวเรือน สำนักงาน โรงงาน และสถานศึกษา  เป็นต้นซึ่งทำให้ประเทศชาติเกิดการสิ้นเปลืองพลังงานโดยไม่จำเป็น

จากปัญหาที่กล่าวมาข้างต้นประกอบกับที่ผ่านมาระบบหรือเทคโนโลยีที่ใช้ในการควบคุมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆยังไม่เป็นที่นิยมและมีอยู่น้อยมากจึงทำให้ต้องใช้มนุษย์จำนวนมากในการควบคุมและบางครั้งในการใช้มนุษย์ในการควบคุมทำให้เกิดความยุ่งยากเพราะผู้ที่มีหน้าที่ควบคุมไม่สามารถดูแลหรือควบคุมอุปกรณ์ได้ตลอดเวลาเพราะเมื่อจะควบคุมผู้ที่มีหน้าที่จะต้องไปประจำ ณ ตำแหน่งที่อุปกรณ์ติดตั้งอยู่ ฉะนั้นจึงจำเป็นที่จะต้องมีระบบควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าเพื่อให้สามารถควบคุมอุปกรณ์เหล่านี้ได้ทุกเวลา

ดังนั้นผู้จัดทำจึงได้เห็นประโยชน์และมีแนวคิดที่จะสร้างระบบการควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าโดยใช้วิธีการส่งผ่านทางระบบปฏิบัติการ Android ซึ่งเป็นการนำเอาเทคโนโลยีที่ทันสมัยมาช่วยควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าเพื่อลดความยุ่งยากในการควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าอีกทั้งเป็นแนวทางในการลดการใช้พลังงานที่สิ้นเปลืองในปัจจุบันอีกด้วย

วัตถุประสงค์ของการวิจัย

  1. เพื่อศึกษาและออกแบบการควบคุมเครื่องใช้ไฟฟ้าผ่านระบบปฏิบัติการ Android

                2. เพื่อศึกษาและออกแบบการควบคุมเครื่องใช้ไฟฟ้าให้สะดวก ปลอดภัยใช้งานง่าย

                3. เพื่อสร้างระบบเครือข่ายการเชื่อมต่อเครื่องใช้ไฟฟ้าทั้งหมดเข้าด้วยกัน

                4. เพื่อศึกษาออกแบบและพัฒนาแอปพลิเคชั่นผ่านทาง App inventor

                5. เพื่อศึกษาการออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์จากโปรแกรม Proteus

ประโยชน์ที่คาดว่าจะได้รับ

                1. สามารถควบคุมการเปิด-ปิดอุปกรณ์ที่ต่อกับเครื่องใช้ไฟฟ้าได้จากระยะไกลได้

                2. สามารถป้องกันและลดความเสียหายของเครื่องใช้ไฟฟ้า

                3. สามารถนำไปใช้ในการทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

                4. สามารถนำความรู้เรื่องระบบการควบคุมไปประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวัน

                5. ได้รับความรู้ในการพัฒนาการควบคุมเครื่องใช้ไฟฟ้าให้สะดวก ปลอดภัย ใช้งานง่าย

วัสดุอุปกรณ์ที่ใช้ในการดำเนินงาน

                1.   แผ่นปริ้นอเนกประสงค์

                2.   IC Regulator เบอร์ 7805

  3.   C Electrolyte เบอร์ 470 uF 25 V

  4.   C เซรามิก เบอร์ 0.1 uF  

  5.   ตะกั่ว

  6.   หัวแร้ง

  7.   ปืนยิงกาวไฟฟ้า

  8.   สว่านไฟฟ้า Bosch รุ่น GBM 10 (450w)

  9.   Switching 12V 5 Amps 

  10. ชุดET-BASE GSM SIM 900

  11. ชุดรางปลั๊กไฟ 220 v

  12. ดอกสว่านชุด 1-13 mm

  13. ชุดBluetooth Extension kit3S

  14. รีเลย์

  15. ไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกูล PIC เบอร์ 16F877A

ขั้นตอนการสร้างเครื่องมือและการเก็บข้อมูล

                1. ออกแบบและทำโครงสร้างเครื่องควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าผ่านระบบปฏิบัติการ Android

                2. สร้างวงจรไมโครคอนโทรลเลอร์สำหรับควบคุมเครื่องใช้ไฟฟ้า

                3. ทดสอบวงจรไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อตรวจสอบว่าวงจรไม่มีปัญหา

                4. เขียนโปรแกรมสำหรับควบคุมอุปกรณ์ภายใน

                5. นำโปรแกรมที่เขียนมา Simulate กับวงจรไมโครคอนโทรลเลอร์

                6. ทดสอบวงจรไมโครคอนโทรลเลอร์อีกครั้งโดยการส่งข้อมูลผ่าน Bluetooth และ SMS

                7. นำวงจรไมโครคอนโทรลเลอร์มาประกอบร่วมกับเครื่องใช้ไฟฟ้าเพื่อทดสอบอุปกรณ์ทั้งหมดและปรับปรุงแก้ไขให้สมบูรณ์

                 8. นำสิ่งประดิษฐ์เครื่องควบคุมอุปกรณ์ไฟฟ้าผ่านระบบปฏิบัติการ Android ที่เสร็จสมบูรณ์ไปทดสอบกับกลุ่มตัวอย่างเพื่อที่จะประเมินความพึงพอใจ

                9. นำแบบประเมินมาวิเคราะห์เพื่อหาความพึงพอใจของกลุ่มตัวอย่าง

                10.เขียนรายงานการวิจัยพร้อมกับให้อาจารย์ที่ปรึกษาโครงการตรวจสอบความสมบูรณ์และถูกต้อง

Program ที่ใช้ในการเขียนแอพพลิเคชั่นคือ App Inventor

          App Inventor เป็นเครื่องมือที่ใช้สำหรับสร้างแอพพลิเคชันสำหรับสมาร์ทโฟนและแท็บเล็ตที่เป็นระบบปฏิบัติการ Android ซึ่งบริษัท Google ร่วมมือกับ MIT พัฒนาโปรแกรม App inventor ขึ้น ต่อมา Google ถอนตัวออกมาและยกให้ MIT พัฒนาต่อเอง (โดยเน้นกลุ่มผู้ใช้ด้านการศึกษามากกว่า) ในนาม MIT App inventor

          App inventor ใช้หลักการคล้ายๆ กับ Scratch แต่ซับซ้อนกว่า โดยลักษณะการเขียนโปรแกรมแบบ Visual Programming  คือ เขียนโปรแกรมด้วยการต่อบล็อกคำสั่ง เน้นการออกแบบเพื่อแก้ปัญหา (problem solving) ด้วยการสร้างโปรแกรมที่ผู้เรียนสนใจ บนโทรศัพท์มือถือสมาร์ทโฟน (สมัยนี้สมาร์ทโฟนใช้กันทั่วไปอยู่แล้ว โดยเฉพาะเด็กวัยรุ่น)

          App inventor จึงเป็นอีกโปรแกรมหนึ่ง ที่เหมาะสำหรับใช้ในการสอนเขียนโปรแกรม ให้นักเรียนในระดับมัธยมปลาย หรือระดับมหาวิทยาลัย โดยเฉพาะผู้ที่ไม่เคยเขียนโปรแกรมมาก่อนหรือไม่ได้เรียนอยู่ในสายคอมพิวเตอร์

การเขียนโปรแกรมบนสมาร์ทโฟนและแท็บเล็ต Android ด้วย App inventor ในภาพรวมแสดงได้ตามรูปล่างนี้

          App Inventor servers เป็นเครื่องที่ให้บริการและเก็บงานโปรเจกต่างๆ ที่ผู้ใช้สร้างขึ้นมา ผู้ใช้พัฒนาโปรแกรมมือถือ Android โดยสร้างโปรเจกและเขียนโปรแกรมบนเว็บเบราว์เซอร์ ที่เชื่อมต่อไปยัง App Inventor servers เมื่อได้โปรแกรมมา ก็สามารถทดสอบกับโปรแกรมมือถือจำลอง (Android emulator) หรือโทรศัพท์มือถือ Android จริงๆ ก็ได้

          ขั้นตอนการสร้างโปรแกรม (ตามภาพ) เริ่มจากออกแบบหน้าตาโปรแกรมบนมือถือ ด้วยโปรแกรม App Inventor Designer ซึ่งใช้สำหรับสร้างส่วนโปรแกรมต่างๆ (components) เพื่อใช้งานในโปรแกรมมือถือที่จะสร้างขึ้น

          จากนั้นเขียนโปรแกรมให้แต่ละส่วนโปรแกรม ด้วยโปรแกรม App Inventor Blocks Editor ซึ่งใช้วิธีการต่อบล็อกคำสั่ง เพื่อให้ส่วนโปรแกรมนั้นๆ ทำหน้าที่ของมัน ตามที่ออกแบบเอาไว้

          ระหว่างเขียนโปรแกรม อาจมีการแก้ไข เพิ่มเติม หรือลบบางส่วนโปรแกรมออกไป ทำให้ต้องแก้ไขโปรแกรม (debug) จนกว่าจะได้โปรแกรมตามที่ออกแบบไว้ เมื่อทุกส่วนโปรแกรมถูกสร้างเสร็จแล้ว ก็ได้เวลาทดสอบการใช้งาน โดยการติดตั้งโปรแกรมลงไปบนมือถือ Android แล้วทดสอบการใช้งานผ่านมือถือจริงๆ  แต่ถ้าไม่มีมือถือ ก็ยังสามารถทดสอบได้ ผ่านโปรแกรมมือถือจำลอง (Android emulator) ในคอมพิวเตอร์แทน

 งานฝีมือชนคนสร้างชาติโดยมูลนิธิเอสซีจี

งานสมุทรสาครอุตสาหกรรมแฟร์ 2558

งานประกวดสิ่งประดิษฐ์ของคนรุ่นใหม่ 2558

Read More